Nghiên cứu đặc điểm sinh học và genotype quần thể phytophthora capsici gây bệnh thối gốc rễ hồ tiêu ở Quảng Trị

i MC LC PHN 1: M U 1 1. Tng quan tình hình nghiên cu 1 1.1. Tình hình sn xut h tiêu trên th gii và trong nc 1 1.2. Tình hình bnh hi h tiêu 4 1.3. Bnh thi gc r h tiêu 4 2. Tính cp thit ca đ tài 18 3. Mc tiêu đ tài 20 4. Cách tip cn 20 5. i tng và phm vi nghiên cu 20 5.1. i tng nghiên cu 20 5.2. Phm vi nghiên cu 20 6. Ni dung nghiên cu 20 7. Phng pháp nghiên cu 21 PHN 2: KT QU NGHIÊN CU VÀ THO LUN 25 1. Tình hình các loi cây s dng làm tr và cây trng xen trong các vn tiêu  Qung Tr.25 2. Kh nng ký sinh ca Phytophthora capsici trên các cây làm chói và cây trng 26 3. Kt qu nghiên cu v đc tính 2 th d tn A1 và A2 ca Phytophthora capsici trên lá h tiêu 29 4. S hình thành oospore ca P. capsici trên cây h tiêu trong điu kin phòng thí nghim 31 5. Vòng đi bnh và dch bnh Phytophthora thi gc r h tiêu 33 6. Kt qu nghiên cu v genotype qun th P. capsici 34 6.1. S bin đng quan sát vi ACA primer 34 6.2. S bin đng quan sát vi AG primer 35 6.3. S bin đng quan sát vi CCA primer 36 6.4. S bin đng quan sát vi CGA primer 36 6.5. S bin đng quan sát vi GT primer 38 6.6. S bin đng quan sát vi TG primer 38 ii 6.7. Kt qu phân tích UPGMA 39 PHN 3: KT LUN VÀ KIN NGH 41 TÀI LIU THAM KHO 43 PH LC 52 iii DANH MC BNG BIU Bng 1.1. Sn lng h tiêu th gii sn xut các nm qua 2 Bng 1.2. Các loài thc vt là ký ch ca P.capsici 12 Bng 1.3. RAMS primer và trình t ca chúng 24 Bng 2.1. Ph kí ch P. capsici trên mt s cây làm chói và cây trng  Qung Tr 27 Bng 2.2. S phát trin vt bnh ca isolate A1 và A2 trên lá h tiêu qua các ngày sau khi lây nhim 30 iv DANH MC HÌNH NH Hinh 1.1. T trng xut khu ht tiêu th gii nm 2010 3 Hình 1.2. Quá trình hình thành bào t trng 10 Hình 2.1. T l các loi cây s dng làm chói tiêu  Cam L, Qung Tr 25 Hình 2.2. T l các loi cây trng xen  Cam L, Qung Tr 26 Hình 2.3. Kh nng cm nhim ca Phytophthora capsici trên lá các ký ch 28 Hình 2.4. S phát trin vt bnh ca isolate A1 và A2 trên lá h tiêu qua các ngày sau khi lây nhim 31 Hình 2.5. S hình thành oospore ca P.capsici trên mô lá tiêu 32 Hình 2.6. Vòng đi bnh Phytophthora thi gc r h tiêu trong điu kin nc ta 34 Hình 2.7. Kt qu đin di sn phm PCR các isolate Phytophthora capsici t h tiêu 35 s dng ACA primer 35 Hình 2.8. Kt qu đin di sn phm PCR các isolate Phytophthora capsici t h tiêu 36 s dng AG primer 36 Hình 2.9. Kt qu đin di sn phm PCR các isolate Phytophthora capsici t h tiêu 37 s dng CCA primer 37 Hình 2.10. Kt qu đin di sn phm PCR các isolate Phytophthora capsici t h tiêu 37 s dng CGA primer 37 Hình 2.11. Kt qu đin di sn phm PCR các isolate Phytophthora capsici t h tiêu 38 s dng GT primer 38 Hình 2.12. Kt qu đin di sn phm PCR các isolate Phytophthora capsici t h tiêu 39 s dng TG primer 39 Hình 2.13. Cây ph h vi 118 isolate P. capsici trên c s phân tích RAMS 40 v DANH MC CÁC T VIT TT RAMS Ramdom amplified microsatellites IPC International Pepper Community CTG Các tác gi PSM Phytophthora selective media PDA Potato destrose agar PCR Polymerase chain reaction UPGMA Unweighted Pair Group Method Arithmetic vi THÔNG TIN KT QU NGHIÊN CU BNG TING VIT VÀ TING ANH Ting Vit Kt qu điu tra cho thy các cây làm chói sng cho h tiêu  Qung tr là cây mít (Artocarpus integrifolia), cây lng mc (Wrightia antidysenterica), cây i (Sterclia lyhnophora) cây hoa sa (Alstonia scholaris) và mt s cây khác.  Cam L, Qung Tr cây mít và cây lng mc đc s dng làm tr nhiu nht, sau đó là cây i, cây hoa sa. Các cây thng trng xen trong vn h tiêu là t (Capsium annuum), bí ngô (Cucurbita pepo), thm (Ananas comosus), chanh (Citrus limonia), khoai lang (Ipomoea batatas), cà chua (Lycopersicon esculentum), thuc lá (Nicotiana glutinosa), cà tím (Solanum melongena), v (Ficus carica), khoai môn (Cocasia esculenta), chui (Musa sp.). Các loi cây làm chói và cây trng xen trong vn h tiêu phn ln đu cm nhim vi Phytophthora capsici, tác nhân gây bnh thi gc r h tiêu. Các cây lòng mc (Wrightia antidysenterica), mc (Holarrhena pubescens), hoa sa (Alstonia scholaris), chui (Musa sp.), su đông (Melia azedarach), vông (Erythrina orientalis), keo du (Leucaena leucocephala), núc nác (Oroxylum indicum), c hôi (Ageratum conyzoides) và hunh bá (Nauclea officinalis) có th là các loài mi phát hin ca chúng tôi v ph ký ch ca P. capsici. Tin hành đánh giá đc tính ca hai th d tn A1 và A2 đc lây nhim cùng mt lng si nm ging nhau ca 6 isolate P.capsici trên lá tiêu chúng tôi nhn thy rng đc tính ca isolate A1 và A2 không khác bit ln. Tin hành nghiên cu s hình thành oospore ca P.capsici trên mô lá ca cây h tiêu đang sng trong điu kin phòng thí nghim chúng tôi đã tìm thy bao cái (oogonium) cha oospore ca P.capsici trên biu bì ca lá tiêu. Ch phn mô lá ni có s giao nhau ca hai si nm đi nghích A1 và A2 đ hình thành oospore có si nm mc lên trên môi trng PSM sau khi x lý nhit đ - 20 °C (git cht si nm). iu này đã cho thy kh nng hình thành oospore trong điu kin t nhiên  Vit Nam là rt ln. Vòng đi bnh hi và dch bnh Phytophthora thi gc r h tiêu  nc ta có th phng vii đoán trên c s khoa hc là các kt qu v s hình thành oospore và các nghiên cu đã đc tin hành trc đây bi tác gi. Nghiên cu genotype qun th Phytophthora capsici phân lp t h tiêu Qung Tr bng k thut sinh hc phân t RAMS cho thy RAMS có th phát hin s đa hình ca P. capsici. Chúng tôi khng đnh s đa dng di truyn qun th P. capsici t h tiêu t Qung Tr ni tn ti c hai th đi nghch A1 và A2. Phân tích nhóm UPGMA ch ra rng tt c các isolate đc xp vào trong 2 nhóm vi ch s tng đng DICE là 54%. S đa dng di truyn ca qun th P. capsici t Qung Tr cng c gi thuyt v kh nng sinh sn hu tính ca qun th P. capsici có th xy ra trên đng rung Qung Tr nói riêng và Vit Nam nói chung. iu này gây ra nhiu khó khn trong vic qun lý bnh thi gc r h tiêu  Qung Tr và Vit Nam. Vì vy, vic ngn chn cây, vt liu và đt nhim bnh phát tán qua li gia các vùng là điu cn làm đ hn ch s phân b rng rãi v di truyn. Ting Anh The survey results showed that the living tree stakes of black pepper in Quang Tri are jackfruit tree (Artocarpus integrifolia),wrightia plant (Wrightia antidysenterica), utans tree (Sterclia lyhnophora), milk flower (Alstonia scholaris) and some other plants. In Cam Lo, Quang Tri shows that jackfruit and wrightia plant are used for living tree stakes of black pepper in the most, followed by utans tree, and milk flower. The crops usually intercropped in black pepper garden are chili pepper (Capsium annuum.), pumpkin (Cucurbita pepo.), pineapple (Ananas comosus), lemon (Citrus limonia), sweet potato (Ipomoea batatas), tomato (Lycopersicon esculentum), tobacco (Nicotiana glutinosa), eggplant (Solanum melongena), fig (Ficus carica), taro (Cocasia esculenta) and banana (Musa sp.). The living tree stakes and intercropping in black pepper garden are mostly infected with Phytophthora capsici, the cause of foot rot of black pepper. The wrightia tree (Wrightia antidysenterica), mc (Holarrhena pubescens), milk flower (Alstonia scholaris), banana (Musa sp.), beat-tree (Melia azedarach), coral (Erythrina orientalis), white leadtree (Leucaena leucocephala), broken bones plant (Oroxylum indicum), chick weed (Ageratum conyzoides) and Nauclea officinalis may be new host range of P. capsici discovered by us. viii Assessing the virulence of both A1 and A2 mating type by infecting the same amount of fungal hyphae of six identical isolate of P.capsici on black peppper leave we found that the virulence of A1 and A2 isolate is no big difference. Conducting research of Phytophthora capsici oospore formation on black pepper leaf tissues of living plants in the laboratory conditions we have found the oogonium containing oospore P.capsici on the epidermis of black pepper leave. Only the leaf tissue where the intersection of two mating type A1 and A2 form oospore with hyphae growing on the PSM media after temperature treatment - 20 ° C (killing hyphae). This suggests the oospore formation in natural conditions in Vietnam is possibility. Disease cycle and Phytophthora foot rot epidemic of black pepper in our country could predict on the basis of scientific results in the formation of oospore and studies conducted previously by the author. Studying genotype population of Phytophthora capsici isolates from black pepper Quang Tri by molecular biology techniques RAMS that is able to detect the polymorphism of P. capsici. We confirmed the genetic diversity in populations of P. capsici from black pepper from Quang Tri which existed in both mating type A1 and A2. UPGMA group analysis indicated that all of the isolate was classified into 2 groups with DICE similarity index of 54%. The genetic diversity of populations of P. capsici from Quang Tri supporting the hypothesis of sexual reproduction ability of the population P. capsici can occur in the field of Quang Tri in particular and Vietnam in general. This causes many difficulties in the management of foot rot of black pepper in Quang Tri and Vietnam. So, to prevent plant, materials and land spreading disease between areas is essential to limit the widespread distribution of genes. 1 PHN 1: M U 1. Tng quan tình hình nghiên cu 1.1. Tình hình sn xut h tiêu trên th gii và trong nc H tiêu là cây trng có t rt lâu đi, nó là mt trong nhng loi cây công nghip hng nm, có giá tr kinh t và giá tr xut khu cao. Ht tiêu là sn phm gia v quý, là loi hàng nông sn cao cp có giá tr trên th trng quc t. H tiêu đc s dng trong công ngh ch bin đ hp và thc phm, đc s dng rng rãi trong các ba n hng ngày ca ngi dân  nhiu quc gia trên th gii. Ngoài ra nó còn đc s dng trong y hc đ sn xut các loi thuc phòng thi ra, phòng tr bnh d dày, thuc kích thích và thuc gii nhit, ht tiêu cng đc s dng đ ch bin hng liu. Trong ht tiêu có cha tinh du piperin (9,2%  ht tiêu đen và 8,6%  tiêu trng) đó là thành phn ch yu làm cho h tiêu có v cay và thm. Ngoài ra, trong ht tiêu lng tinh du chim t 1,6- 1,9% làm cho ht có mùi thm đc bit thích hp cho vic ch bin hng liu. Ht h tiêu cha 11,7% đm, 6-17% celluloza, 42,5% đng bt  tiêu đen và 62,3%  tiêu trng. Ngoài ra, ht tiêu còn cha cht béo, cht khoáng, nha nên nó rt quan trng cho các hot đng sng ca con ngi. Dùng h tiêu vi liu lng thp có tác dng tng dch ty, kích thích tiêu hóa, kích thích khu v. H tiêu còn có tác dng sát trùng, dit ký sinh trùng, xua đui sâu b bng mùi nên nó có tác dng trong y hc. H tiêu thuc nhóm hàng nông sn cao cp đ xut khu và có giá tr kinh t cao hn nhiu so vi nhiu hàng nông sn khác. H tiêu bt đu đc sn xut nhiu trên th gii t đu th k XX. Nhu cu tiêu th h tiêu trên th gii không ngng gia tng, trong đó cây h tiêu ch thích hp  vùng nhit đi, nên h tiêu là loi nông sn xut khu quan trng ca các nc Châu Á và Châu Phi. Lng h tiêu xut nhp khu hàng nm trên th gii vào khong 120.000 – 130.000 tn tiêu ht, 2000 tn tiêu xanh và 400 tn du nha tiêu. Có trên 40 nc nhp khu tiêu, đng đu là M, c, Pháp. Trong nm 2004 th phn nhp khu ca các nc Châu Âu cao nht, chim 34%, tip sau đó là các nc Trung ông, Bc Phi, th trng Trung ông là ni thu hút s lng nhp khu h tiêu ngày càng nhiu. Theo Hip hi H tiêu Quc t (IPC): Sn lng tiêu th gii nm 2 2008 đt 307.000 tn, nm 2009 là 318.000 tn và 2010 là 316.000 tn. Tn kho cui nm 2008 sang nm 2009 là 135.000 tn, nm 2009 sang 2010 là 100.000 tn, nm 2010 sang nm 2011 là 95.000 tn. Nh vy ngun cung xu hng gim, trong khi đó nhu cu s dng hàng nm vn có xu hng gia tng, đc bit là nhu cu th trng M và Tây Âu. Tình hình trên đã to thun li cho các nc sn xut và xut khu, nht là Vit Nam, quc gia có nhiu tim nng, li th canh tranh và là nc sn xut, xut khu tiêu s mt th gii. Bng 1.1. Sn lng h tiêu th gii sn xut các nm qua Sn lng (tn) Tên Quc gia 2009 2010 2011 Vit Nam 100.000 110.000 100.000 n  50.000 50.000 48.000 Indonesia 47.500 52.000 37.000 Brazil 40.700 34.000 35.000 Malaysia 22.700 23.500 25.700 Trung Quc 22.800 24.800 23.300 Sri Lanka 13.812 16.730 17.102 (Ngun: S liu t cng đng tiêu quc t IPC (2011) Hin nay h tiêu đc phân b thành các vùng sn xut chính  Bc Trung B, Duyên hi Trung B, Tây Nguyên, vùng ông Nam B và ng bng Sông Cu Long, trong đó Tây Nguyên và ông Nam B là 2 vùng sn xut chính. Sn xut h tiêu đã hình thành các vùng ni ting nh: Tân Lâm (Qung Tr), Lc Ninh (Bình Phc), Bà Ra (Bà Ra-Vng Tàu), Phú Quc (Kiên Giang), Dak R’Lp (Dak Nông), Ch sê (Gia Lai), điu này s to điu kin thun li cho vic quy hoch thành các vùng sn xut hàng lot, đt cht lng xut khu. Nng sut và sn lng h tiêu ca Vit Nam vào nhng nm gn đây có nhng bc tin nhy vt đáng k, gây ting vang ln trên th trng th gii. V sn xut, theo Tng cc [...]... a Phytophthora capsici 20 Qu ng Tr ih c - Nghiên c u kh n ng sinh s n h u tính, c tính và genotype c a Phytophthora capsici trong phòng thí nghi m - Xây d ng vòng 7 Ph i b nh th i g c r h tiêu do Phytophthora capsici gây ra ng pháp nghiên c u a) i u tra thu th p m u b nh ph m tình hình b nh h i s d ng ph Qu ng Tr và Gia Lai: ti n hành i u tra ng pháp baseline và thu m u b nh b) Ti n hành phân l p và. .. Phytophthora h tiêu 3 M c tiêu - Xác tài nh các c tính sinh h c và genotype qu n th Phytophthora capsici gây b nh th i g c r h tiêu - Hoàn thi n vòng Qu ng Tr i c a Phytophthora capsici 4 Cách ti p c n - i u tra kh o sát và thu th p m u b nh ph m i u ki n n c ta Qu ng Tr - Phân l p tác nhân gây b nh - Th c hi n các thí nghi m lây nhi m b nh nhân t o trên cây tr ng và ký ch th c v t - Tách chi c DNA và th c... nh ch t nhanh cây tiêu Hi n t ng xu t hi n vào cu i mùa m a, 1.3.2 Nguyên nhân gây b nh N m 1963, Holiday và Mowat xác n ng u mùa khô nh nguyên nhân gây b nh th i g c r h tiêu là do Phytophthora palmivora Tuy nhiên, Tsao (1991) ã nghiên c u tình hình b nh h i Thái lan ã ch ra ch có Phytophthora palmivora MF4 gây ra b nh cho cây h tiêu và 5 t tên tác nhân gây b nh l i là Phytophthora capsici sensu lato... genotype - Mô ph ng và mô hình hoá 5 5.1 it ng và ph m vi nghiên c u i t ng nghiên c u - B nh Phytophthora th i g c r h tiêu - Tác nhân gây b nh Phytophthora capsici 5.2 Ph m vi nghiên c u - Th i gian th c hi n 2 n m: 2011 – 2012 - a bàn nghiên c u: Phòng thí nghi m, nhà l nông h c - Tr ng i b môn b o v th c v t - khoa i h c Nông Lâm Hu ; B môn Côn trùng và B nh cây – Tennesse (Hoa K ) 6 N i dung nghiên. .. h i h tiêu Tân Lâm, Qu ng Tr có t i 65 loài, trong ó tuy n trùng 49 loài, n m b nh 7 loài Trong s 49 loài tuy n trùng ký sinh có 4 loài ký sinh gây h i n ng trên cây h tiêu là Meloidogyne incognita gây s n r có kh n ng gây thành d ch trên di n r ng, loài Radopholus reniformis gây en n , loài Xyphenema amenicanum mang virus gây vàng lá tiêu, loài Pratrichodorus nanus mang virus gây b nh xo n lá tiêu. .. isolate c a P palmivora MF4 gây b nh en v b nh ch t héo cây ca cao và cây h tiêu (Tsao và Alizadeh 1988; Tsao 1991) và m t các cây ký ch khác (Mchau và Coffey 1991) Theo Uchida và Aragaki (1989) và Aragaki và Uchida (1992) các isolate phân l p t cây h tiêu, ca cao, macadamia, u khác t o ra bào t h u và túi bào t nh ng l i không , và các cây tr ng c v i cây t T khi các loài c a P capsici phân b r ng thì... tài " Nghiên c u th Phytophthora capsici gây b nh th i g c r h tiêu có r t ít công trình nghiên c u v P capsici trên các cây tr ng ó là lý do c i m sinh h c và di truy n qu n Qu ng Tr " Hi n nay ch a ho c c i m sinh h c, ph ký ch và a d ng di truy n c a Vi t Nam nh ng thông tin c n thi t làm c s tài nghiên c u c a chúng tôi s cung c p xây d ng các bi n pháp phòng tr t ng h p b nh th i g c r Phytophthora. .. nh m nh h n b m c a nó ( Hausbeck và Lamour 2004 ) 9 ã có m t vài báo cáo v s b o t n và c trú c a Phytophthora capsici Leonian P capsici có th t n t i kho ng 5 tháng trong b nh P capsici t n t i t m và s i n m v n có kh n ng xâm nhi m gây i u ki n ngoài tr i qua mùa ông bình th ng ch trong m t n m Nh ng s phát tán ph thu c vào s l ng và d ng t n t i c c a tác nhân gây b nh Bào t tr ng có kh n ng xâm... quan h ng tác gi a ký ch và tác nhân gây b nh, s kháng b nh và kh n ng d báo tính kháng thu c c a tác nhân gây b nh (Milgroom và Peever 2003) Có r t nhi u nghiên c u v s a d ng di truy n qu n th Phytophthora capsici i (Lamour 2001), nh ng nghiên c u nào v v n các n này c xác hoàn thi n vòng c i m hình thái, ns in m i ngh ch c nghiên c u song b n ch t c a ký sinh, i b nh hai, và ph ký ch ch a có thông... mô t Các loài c a Phytophthora ã gây t n th t áng k cho cây tr ng Ch ng h n vào th k 19 Châu Âu, Phytophthora infestans ã gây ra n n ói b nh r t nguy hi m và ph bi n kh p m i n i Ireland Phytophthora gây ra nhi u nhi u vùng khí h u nhi t i m Các b nh do Phytophthora gây ra bao g m: th i r , th i c r , th i m c thân, ung th , th i lá, qu , th i c và thân ng m Ph ký ch c a các loài Phytophthora r t r . 5. i tng và phm vi nghiên cu 20 5.1. i tng nghiên cu 20 5.2. Phm vi nghiên cu 20 6. Ni dung nghiên cu 20 7. Phng pháp nghiên cu 21 PHN 2: KT QU NGHIÊN CU VÀ THO LUN. tr và cây trng xen trong các vn tiêu  Qung Tr.25 2. Kh nng ký sinh ca Phytophthora capsici trên các cây làm chói và cây trng 26 3. Kt qu nghiên cu v đc tính 2 th d tn A1 và. Tsao (1991) đã nghiên cu tình hình bnh hi  Thái lan đã ch ra ch có Phytophthora palmivora MF4 gây ra bnh cho cây h tiêu và 6 đt tên tác nhân gây bnh li là Phytophthora capsici sensu